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迈克耳孙-莫雷实验说明地球相对于绝对静止参考系是静止的,这显然是人们所不能接受的。地球相对于绝对静止参考系静止!如果放在布鲁诺时代,教皇肯定会很欣赏这一结果,并把这一结果作为地心说的有力佐证!但在19世纪末,人们已经接受了日心说,并且知道了地球在自转,也就是说地球上不同的地方,其速度是不一样的,怎么可能静止呢?
为了解释这个实验,许多科学家提出了新的理论。其中比较著名的有两个:
乔治·菲茨杰拉德在1892年提出了一种解释。他认为物质是由带电的粒子组成,相对于绝对静止参考系静止的物体,物体中粒子之间达到静电平衡,此时物体的长度由粒子间的距离决定;当物体相对于绝对静止参考系运动时,带电粒子产生的磁场,会改变这些粒子之间的平衡,从而改变粒子之间的距离,使得物体长短发生变化,而变化的程度正好抵消光速的变化。有些人曾经试图测量菲茨杰拉德的提出的长度变化,但都没有成功。
亨德里克·洛仑兹
1904年,荷兰物理学家洛仑兹提出新的设想,观察者相对于绝对静止参考系以一定速度运动时,长度在运动方向上会发生收缩,抵消了不同方向上由于运动所造成的光速差异,这样洛仑兹就在不抛弃绝对静止参考系概念的前提下解释了迈克尔逊-莫雷实验的结果。在这一理论的基础上,洛仑兹给出了著名的洛仑兹变换以替代伽利略变换。洛仑兹的工作虽然很好的解释了实验结果,但为什么运动物质在长度上会发生收缩?此时物质内部的结构、电荷分布以及作用力的变化等等,他都无法解释。正当他埋头于这些研究时,爱因斯坦的相对论发表了!